对于型号xc7a35tifgg484-1L的FPGA器件,使用vivado实现:对按键KEY0的按下次数计数并在数码管上显示,每按下抬起一次KEY0计数加1,计数到16时归零,按照16进制在数码管的一位上显示,按下复位按钮后计数归零。详细说明具体流程以及对约束文件的说明

时间: 2024-05-07 10:22:00 浏览: 12
首先,我们需要了解FPGA的硬件资源。型号xc7a35tifgg484-1L的FPGA器件有35,200个逻辑单元(LUT)和90个DSP48E1(数字信号处理器),以及一些其他资源。在这个问题中,我们需要使用FPGA的输入输出引脚和时钟资源。 下面是实现该功能的大致流程: 1. 确定输入、输出和时钟资源 - 输入:KEY0按键(一个引脚) - 输出:数码管(4个引脚,每个引脚对应一个数码管的一位,共4位) - 时钟:FPGA板子上的时钟源(一个引脚) 2. 编写Verilog代码 - 首先,我们需要对按键的按下次数进行计数。可以使用一个计数器模块实现,每次按下KEY0时计数器加1。当计数器的值达到16时,计数器清零。 - 其次,我们需要将计数器的值转换为16进制并在数码管上显示。可以使用一个转换模块实现,将计数器的值转换为4位的16进制数,并输出到数码管上。 - 最后,我们需要添加按下复位按钮后计数器清零的功能。可以使用一个复位模块实现,当复位按钮按下时,计数器清零。 3. 设计约束文件 - 确定输入、输出和时钟资源的引脚号。 - 确定时钟频率和时钟约束。 下面是Verilog代码的示例: ```verilog module counter( input clk, input rst, input key0, output reg [3:0] hex_out ); reg [3:0] count; always @(posedge clk) begin if (rst) begin count <= 0; end else if (key0) begin count <= count == 15 ? 0 : count + 1; end end assign hex_out = count; endmodule module hex_display( input clk, input [3:0] hex_in, output reg [6:0] seg_out ); reg [3:0] hex; always @(posedge clk) begin hex <= hex_in; end always @* begin case (hex) 4'h0: seg_out = 7'b1000000; 4'h1: seg_out = 7'b1111001; 4'h2: seg_out = 7'b0100100; 4'h3: seg_out = 7'b0110000; 4'h4: seg_out = 7'b0011001; 4'h5: seg_out = 7'b0010010; 4'h6: seg_out = 7'b0000010; 4'h7: seg_out = 7'b1111000; 4'h8: seg_out = 7'b0000000; 4'h9: seg_out = 7'b0011000; 4'ha: seg_out = 7'b0001000; 4'hb: seg_out = 7'b0000011; 4'hc: seg_out = 7'b0100111; 4'hd: seg_out = 7'b0100001; 4'he: seg_out = 7'b0000110; 4'hf: seg_out = 7'b0001110; default: seg_out = 7'b1111111; endcase end endmodule module top( input clk, input rst, input key0, output reg [3:0] hex_out, output reg [3:0] anode_out ); wire [3:0] counter_out; wire [6:0] hex_display_out; counter counter_inst( .clk(clk), .rst(rst), .key0(key0), .hex_out(counter_out) ); hex_display hex_display_inst( .clk(clk), .hex_in(counter_out), .seg_out(hex_display_out) ); assign anode_out = 4'b1110; assign {anode_out[3], anode_out[2], anode_out[1], anode_out[0]} = {hex_display_out[6], hex_display_out[5], hex_display_out[4], hex_display_out[3]}; endmodule ``` 在约束文件中,我们需要指定时钟的引脚号和频率,以及按键和数码管的引脚号。假设时钟频率为50MHz,按键的引脚号为FPGA上的PUSH按钮,数码管的引脚号为FPGA上的7段数码管: ``` set_property -dict { PACKAGE_PIN N17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { clk }]; create_clock -add -name sys_clk_pin -period 20.000 -waveform {0.000 10.000} [get_ports {clk}]; set_property -dict { PACKAGE_PIN W19 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { key0 }]; set_property -dict { PACKAGE_PIN T17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { anode[0] }]; set_property -dict { PACKAGE_PIN U16 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { anode[1] }]; set_property -dict { PACKAGE_PIN E19 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { anode[2] }]; set_property -dict { PACKAGE_PIN U14 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { anode[3] }]; set_property -dict { PACKAGE_PIN V17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[0] }]; set_property -dict { PACKAGE_PIN U17 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[1] }]; set_property -dict { PACKAGE_PIN U18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[2] }]; set_property -dict { PACKAGE_PIN V18 IOSTANDARD LVCMOS33 } [get_ports { seg[3] }]; set_input_delay -clock sys_clk_pin -max 2.000 [get_ports {key0}]; set_output_delay -clock sys_clk_pin -max 2.000 [get_ports {anode[0]}]; set_output_delay -clock sys_clk_pin -max 2.000 [get_ports {anode[1]}]; set_output_delay -clock sys_clk_pin -max 2.000 [get_ports {anode[2]}]; set_output_delay -clock sys_clk_pin -max 2.000 [get_ports {anode[3]}]; set_output_delay -clock sys_clk_pin -max 2.000 [get_ports {seg[0]}]; set_output_delay -clock sys_clk_pin -max 2.000 [get_ports {seg[1]}]; set_output_delay -clock sys_clk_pin -max 2.000 [get_ports {seg[2]}]; set_output_delay -clock sys_clk_pin -max 2.000 [get_ports {seg[3]}]; ``` 最后,将Verilog代码和约束文件导入到Vivado中,进行综合、实现和生成比特流文件即可。注意,在生成比特流文件之前,需要确认约束文件中的引脚号与实际硬件连接的引脚号是一致的。

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